-第三章萬(wàn)有引力定律第一節(jié)天體運(yùn)動(dòng)PPT

第三章萬(wàn)有引力定律第一節(jié)天體運(yùn)動(dòng)知識(shí)與技能1.知道地心說(shuō)和日心說(shuō)的基本內(nèi)容．2.知道開(kāi)普勒行星運(yùn)動(dòng)定律的內(nèi)容．過(guò)程與方法1.了解觀察在發(fā)現(xiàn)行星運(yùn)動(dòng)規(guī)律中的作用．2.了解科學(xué)研究方法對(duì)人類認(rèn)識(shí)自然的重要作用．情感、態(tài)度與價(jià)值觀通過(guò)了解人類認(rèn)識(shí)行星運(yùn)動(dòng)規(guī)律過(guò)程的曲折與艱辛，掌握人類認(rèn)識(shí)自然規(guī)律的科學(xué)方法.課標(biāo)解讀重點(diǎn)難點(diǎn)1.了解地心說(shuō)和日心說(shuō)的基本內(nèi)容．2.知道描述行星運(yùn)動(dòng)的規(guī)律——開(kāi)普勒三定律．3.知道人們對(duì)行星運(yùn)動(dòng)的認(rèn)識(shí)過(guò)程是漫長(zhǎng)的，了解對(duì)天體運(yùn)動(dòng)正確認(rèn)識(shí)的重要性．4.了解處理行星運(yùn)動(dòng)問(wèn)題的基本思路.1.人類對(duì)行星運(yùn)動(dòng)規(guī)律的認(rèn)識(shí)歷程．(重點(diǎn))2.開(kāi)普勒行星運(yùn)動(dòng)定律．(重點(diǎn))3.對(duì)開(kāi)普勒行星運(yùn)動(dòng)定律的理解和應(yīng)用．(難點(diǎn))思考：1.古代人對(duì)天體運(yùn)動(dòng)存在哪些看法？2.“地心說(shuō)”和“日心說(shuō)”的觀點(diǎn)分別是什么？3.哪種學(xué)說(shuō)統(tǒng)治時(shí)間更長(zhǎng)？為什么?

地心說(shuō)最初是由古希臘學(xué)者歐多克斯提出，后經(jīng)亞里士多德、托勒密進(jìn)一步發(fā)展而逐漸建立和完善起來(lái)。(1)代表人物：托勒密

1、地心說(shuō)的建立與發(fā)展

(2)基本觀點(diǎn)：①地球位于宇宙的中心②地球是靜止不動(dòng)的③所有其他天體都圍繞地球勻速轉(zhuǎn)動(dòng)（3）代表作：《天文學(xué)大成》(3)統(tǒng)治很長(zhǎng)時(shí)間的原因：①符合人們的日常經(jīng)驗(yàn)；②符合宗教地球是宇宙的中心的說(shuō)法。2.日心說(shuō)的建立與發(fā)展（1）代表人物：完整的日心說(shuō)宇宙模型是由波蘭天文學(xué)家哥白尼在1543年發(fā)表的《天體運(yùn)行論》中提出的。約在公元前260年，古希臘天文學(xué)家阿利斯塔克最早提出了日心說(shuō)的觀點(diǎn)。但真正發(fā)展并完善日心說(shuō)的，是來(lái)自波蘭的哥白尼（1473-1543）。（2）基本觀點(diǎn)：①太陽(yáng)是不動(dòng)的，而且在宇宙中心，水星、金星、火星、木星、土星和地球一樣，都在圓形軌道上勻速率地繞著太陽(yáng)公轉(zhuǎn)。②月球是地球的衛(wèi)星，它在以地球?yàn)橹行牡膱A軌道上每月繞地球轉(zhuǎn)一周，并隨地球繞太陽(yáng)公轉(zhuǎn)。③地球每天自轉(zhuǎn)一周，天穹實(shí)際上不轉(zhuǎn)動(dòng)，只是由于地球的自轉(zhuǎn)才是我們看到了日月星辰每天東升西落的現(xiàn)象。思考：“日心說(shuō)”的觀點(diǎn)正確嗎？（1）把太陽(yáng)作為宇宙的中心,實(shí)際上太陽(yáng)僅是太陽(yáng)系的中心天體,而不是宇宙的中心.（2）沿用了行星在圓形軌道上做勻速圓周運(yùn)動(dòng)的陳舊觀點(diǎn),實(shí)際上行星軌道是橢圓的,運(yùn)動(dòng)也不是勻速的.（3）兩種觀點(diǎn)受人們意識(shí)的限制，是人類發(fā)展到不同歷史時(shí)期的產(chǎn)物．兩種觀點(diǎn)都具有歷史局限性，現(xiàn)在看來(lái)都是不完全正確的.3、第谷的天文學(xué)觀測(cè)

哥白尼的宇宙體系動(dòng)搖了基督教宇宙體系的根基，但它并沒(méi)有在天文測(cè)算的精確度上有多大的提高。近代早期最重要的觀測(cè)工作是由丹麥的第谷（1546-1601）進(jìn)行的。

第谷，1576年，在丹麥國(guó)王的資助下，建立天文臺(tái)。被稱為“星學(xué)之王”。仙后座的新星爆發(fā)第谷在1572年時(shí)發(fā)現(xiàn)在仙后座中有一顆很亮的新星，從此連續(xù)十幾個(gè)月觀察這顆星從明亮到消失的過(guò)程，并用儀器定位確證是恒星（后稱第谷星，是銀河系一顆超新星），打破了歷來(lái)“恒星不變”的學(xué)說(shuō)

開(kāi)普勒（1571-1630）是繼哥白尼之后第一個(gè)站出來(lái)捍衛(wèi)太陽(yáng)中心說(shuō)、并在天文學(xué)方面有突破性成就的人物，被后世的科學(xué)史家稱為“天上的立法者”。4、“天上的立法者”

開(kāi)普勒幼年時(shí)期很不幸，通過(guò)自身不懈的努力完成了第谷未完成的工作，為萬(wàn)有引力定律的發(fā)現(xiàn)奠定了基礎(chǔ)

德國(guó)天文學(xué)家開(kāi)普勒（1571-1630）在最初研究他的導(dǎo)師家第谷（1546-1601）所記錄的數(shù)據(jù)時(shí)，也是以行星繞太陽(yáng)做勻速圓周運(yùn)動(dòng)的模型來(lái)思考問(wèn)題的，但是所得結(jié)果卻與第谷的觀測(cè)數(shù)據(jù)至少有8分的角度誤差。當(dāng)時(shí)公認(rèn)的第谷的觀測(cè)誤差不超過(guò)2分，開(kāi)普勒想，這不容忽視的8分也許是因?yàn)槿藗冋J(rèn)為行星繞太陽(yáng)做勻速圓周運(yùn)動(dòng)所造成的。至此，人們長(zhǎng)期以來(lái)視為真理的觀念——天體做勻速圓周運(yùn)動(dòng)，第一次受到了懷疑。后來(lái)開(kāi)普勒又仔細(xì)研究了第谷的觀測(cè)資料，經(jīng)過(guò)四年多的刻苦計(jì)算先后否定了19種設(shè)想，最后終于發(fā)現(xiàn)了天體運(yùn)行的規(guī)律開(kāi)普勒三大定律。

所有的行星圍繞太陽(yáng)運(yùn)動(dòng)的軌道都是橢圓,太陽(yáng)處在所有橢圓的一個(gè)焦點(diǎn)上1、第一定律(軌道定律)二、開(kāi)普勒定律

說(shuō)明：1.不同的行星，軌道不同，半長(zhǎng)軸不同。2.對(duì)不同的行星，太陽(yáng)總在他們橢圓軌道的一個(gè)焦點(diǎn)上。3、行星的運(yùn)動(dòng)方向總是沿著軌道的切線方向。4、但行星繞太陽(yáng)的運(yùn)動(dòng)不是勻速圓周運(yùn)動(dòng)，行星的速度方向并不總是垂直于行星和太陽(yáng)的連線。開(kāi)普勒行星運(yùn)動(dòng)的三大定律將一條繩的兩端固定在兩個(gè)定點(diǎn)（圖釘）上，以鉛筆拉緊繩子所畫出的圖形即為橢圓。這兩個(gè)定點(diǎn)稱為此橢圓的兩個(gè)焦點(diǎn)。從橢圓上任一點(diǎn)至兩焦點(diǎn)的距離之和為一定值，既常數(shù)。O點(diǎn)為對(duì)稱中心點(diǎn),稱為半長(zhǎng)軸；稱為半短軸；F1F2稱為焦距。認(rèn)識(shí)橢圓2.開(kāi)普勒第二定律（面積定律）

對(duì)于每一個(gè)行星而言，太陽(yáng)和行星的連線在相等的時(shí)間內(nèi)掃過(guò)相等的面積。思考：行星運(yùn)行的速度變化有什么規(guī)律呢?離太陽(yáng)近時(shí)速度快，離太陽(yáng)遠(yuǎn)時(shí)速度慢．所以行星繞太陽(yáng)不是做勻速圓周運(yùn)動(dòng)

所有行星的軌道的半長(zhǎng)軸的三次方跟公轉(zhuǎn)周期的二次方的比值都相等。

r3/T2=K3.開(kāi)普勒第三定律（周期定律）說(shuō)明：開(kāi)普勘定律不僅適用于行星繞太陽(yáng)運(yùn)動(dòng)，也適用于衛(wèi)星繞著地球轉(zhuǎn)，不過(guò)比例式中的k是不同的，與中心天體有關(guān)．K是一個(gè)只決定于中心天體質(zhì)量的物理量，與行星無(wú)關(guān)r

練習(xí)1：16世紀(jì)，哥白尼根據(jù)天文觀測(cè)的大量資料，經(jīng)過(guò)40多年

的天文觀測(cè)和潛心研究，提出“日心說(shuō)”的如下四個(gè)基

本論點(diǎn)，這四個(gè)論點(diǎn)目前看存在缺陷的

是（）A.宇宙的中心是太陽(yáng)，所有行星都在繞太陽(yáng)做勻速圓周運(yùn)動(dòng)B.地球是繞太陽(yáng)做勻速圓周運(yùn)動(dòng)的行星，月球是繞地球做勻

速圓周運(yùn)動(dòng)的衛(wèi)星，它繞地球運(yùn)轉(zhuǎn)的同時(shí)還跟地球一起繞

太陽(yáng)運(yùn)動(dòng)C.天穹不轉(zhuǎn)動(dòng)，因?yàn)榈厍蛎刻熳晕飨驏|自轉(zhuǎn)一周，造成天體

每天東升西落的現(xiàn)象D.與日地距離相比，恒星離地球都十分遙遠(yuǎn)，比日地間的距

離大得多。ABCD練習(xí)3、木星繞太陽(yáng)轉(zhuǎn)動(dòng)的周期為地球繞太陽(yáng)轉(zhuǎn)動(dòng)的周期的12倍,則木星繞太陽(yáng)運(yùn)動(dòng)的軌道半長(zhǎng)軸約為地球繞太陽(yáng)半長(zhǎng)軸的幾倍?因?yàn)閞2＝18r1，地球公轉(zhuǎn)周期為1年，所以可知哈雷彗星的周期為

T2＝×T1≈76年答案：2062年遠(yuǎn)遠(yuǎn)的街燈明了，好像閃著無(wú)數(shù)的明星。

天上的明星現(xiàn)了，好像點(diǎn)著無(wú)數(shù)的街燈。

我想那縹渺的空中，定然有美麗的街市。天上的街市-----郭沫若例.有兩個(gè)人造地球衛(wèi)星，它們繞地球運(yùn)轉(zhuǎn)的軌道半徑之比是1：2，則它們繞地球運(yùn)轉(zhuǎn)的周期之比為_(kāi)_____特別提醒：開(kāi)普勒三定律是行星繞太陽(yáng)運(yùn)動(dòng)的總結(jié)定律，實(shí)踐表明該定律也適用于其他天體的運(yùn)動(dòng)，如月球繞地球運(yùn)動(dòng)、衛(wèi)星繞木星運(yùn)動(dòng)，甚至人造衛(wèi)星繞地球運(yùn)動(dòng)等．實(shí)際上，由于行星的橢圓軌道都跟圓很接近三、行星運(yùn)動(dòng)的近似處理在中學(xué)階段，我們將橢圓軌道按照?qǐng)A形軌道處理，則開(kāi)普勒定律描述為：1.所有的行星圍繞太陽(yáng)運(yùn)動(dòng)的軌道都是橢圓，太陽(yáng)處在所有橢圓的一個(gè)焦點(diǎn)上1.行星繞太陽(yáng)運(yùn)動(dòng)的軌道十分接近圓，太陽(yáng)處在圓心3.所有行星的軌道的半長(zhǎng)軸的三次方跟公轉(zhuǎn)周期的二次方的比值都相等3.所有行星的軌道的半徑的三次方跟公轉(zhuǎn)周期的二次方的比值都相等。即a3/T2=k2.對(duì)于每一個(gè)行星而言，太陽(yáng)和